[0001] Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Befüllungsvorrichtung mit einem
rotierenden Tisch in fester Höhe, und darüberliegendem, mit axial beweglichen Hähnen
ausgestattetem Tank zur Befüllung jedes Einzelstücks eines Loses von empfindlichen
Behältern, die mit hoher Geschwindigkeit vorbeilaufen.
[0002] Die an sich bekannten Rotationsbefüllungsvorrichtungen können hohe Produktionsgeschwindigkeiten
nicht erreichen, wenn damit dünnwandige, rohrförmige Behälter mit einem sehr empfindlichen
Rand der Einfüllöffnung gefüllt werden sollen.
[0003] Die meisten Nachteile beruhen dabei auf der Tatsache, daß an dem schwachen Rand der
Einfüllöffnung zwecks Sicherstellung der für das Ablaufen der Befüllungsprozesse erforderlichen
Dichtigkeit eine nicht adäquate axiale Kraft ausgeübt wird, die den äußerst empfindlichen
oberen Rand ebenso beschädigt wie die schwache zylindrische Struktur, die eine sehr
geringe Wandstärke aufweist.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die axiale Kraft zum Abdichten des Randes
der Einfüllöffnung zu optimieren und zu steuern, um weder den Rand noch die zylindrische
Struktur von sehr dünnwandigen Behältern während des Füllens zu beschädigen.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Pneumatikglieder vorgesehen
sind, um die Dichtigkeit an dem Rand der Öffnung eines zu füllenden Behälters abhängig
vom Ablauf des Füllvorganges zu optimieren und daß die Steuerung der Optimierung der
Dichtigkeit zentral zusammengefaßt und während der kontinuierlichen Rotation der Befüllungsvorrichtuno
mit hoher Geschwindigkeit ausführbar ist.
[0006] Weitere bevorzugte Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0007] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Pneumatikgliedes, das einem einzelnen Befüllungshahn
zugeordnet ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines koaxial zum entsprechenden Hahn eingebauten Pneumatikgliedes;
Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 für die Befüllung von Behältern mit anderem Durchmesser,
ohne daß irgendeine Maßnahme an der Befüllungsvorrichtung erforderlich wäre; und
Fig. 4 die gleiche Anordnung wie in Fig. 1 zur Befüllung von Behältern mit anderer
Höhe, wobei lediglich ein Eingriff bezüglich der vertikalen Lage des darüberliegenden
Behälters erforderlich ist.
[0008] Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß vor dem Beginn des Füllvorganges ein Dichtring 3
auf den Rand 1 der Einfüllöffnung eines zylindrischen Behälters 2 aufgesetzt werden
muß. Der Dichtring 3 ist in einen Schlitten 4 eingebaut, der axial in einer zylindrischen
Kammer 5 eines festen Teils 6 einer auf einen drehbaren Behälter 8 aufgesetzten Einfüllöffnung
7 beweglich ist. Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine Kanüle bezeichnet, die ins Innere
des Behälters 2 eindringt.
[0009] Vor dem Beginn des Füllvorganges muß der Dichtring mit einer ausreichenden Kraft
gegen den Rand 1 gedrückt werden, um die Dichtigkeit zu gewährleisten, die unerläßlich
ist, um die Einführung der Flüssigkeit durch die Kanüle 9 in den Behälter 2 zu beginnen;
die Größe dieser Druckkraft muß jedoch gering sein, um den Rand 1 der Einfüllöffnung
nicht zu beschädigen.
[0010] Zu Beginn wird diese geringe Kraft lediglich von einem Pneumatikglied 10 geliefert,
das auf den Schlitten 4 einwirkt. Die einzufüllende Flüssigkeit wird in dieser Phase
deshalb nicht wirksam, weil die Befüllung noch nicht begonnen hat. Auch wenn vor dem
Füllvorgang abgesaugt wird, beispielsweise über die Kanüle 9, wird die erforderliche
Mindestkraft für die Sicherung der Dichtigkeit lediglich von dem Pneumatikglied 10
erbracht. Die Druckverteilung im Inneren des Pneumatikgliedes 10 wird dadurch geregelt,
daß die Betriebsdrücke der zugeordneten Druckluftbehälter 11 und 12 gesteuert werden.
Die drehbaren Behälter sind im geschlossenen Kreis mit den rotierenden pneumatischen
Pneumatikgliedern verbunden. Das Verhältnis zwischen den Drücken der Behälter 11 und
12 bestimmt den Wert und die Richtung der axial wirkenden Kraft auf den Rand 1. Der
Wert des Verhältnisses der Drücke in den Druckluftbehältern ist auch während der kontinuierlichen
Rotation mit hoher Geschwindigkeit regulierbar.
[0011] Anschließend wird die einzufüllende Flüssigkeit durch die Kanüle 9 in den Behälter
2 eingeführt und indem sie gleichzeitig in zweckmäßiger Weise in die Kammer 5 eindringt,
wird auf den Schlitten 4 ein Axialschub ausgeübt, dessen Wert und Richtung von dem
Verhältnis zwischen den aktiven Flächen von Schultern 13 und 14 abhängen. Die aktive
Fläche der Schulter 13 ist konstant, während die aktive Fläche der Schulter 14 von
dem Durchmesser des zu befüllenden Behälters abhängt; daraus folgt, daß der resultierende
algebraische Wert des auf der einzufüllenden Flüssigkeit beruhenden Schubs durch die
durch das Pneumatikglied gelieferte Hilfsschubkraft korrigiert werden muß. Um die
Dichtschubkraft als Funktion des Durchmessers des zu füllenden Behälters und des Drucks
der einzufüllenden Flüssigkeit zu optimieren, muß lediglich auf das Verhältnis der
Drücke der Flüssigkeit, das in den jeweiligen rotierenden Druckluftbehältern enthalten
ist, Einfluß genommen werden. Desgleichen muß auf das Verhältnis der Drücke in den
Behältern 11 und 12 dann eingewirkt werden, wenn höhere oder dünnwandigere Behälter
zu füllen sind, um deren Zusammenfallen während des Befüllens oder der eventuellen
vorher erfolgenden Absaugung zu vermeiden. Die Regelung und die Steuerung des Druckverhältnisses
in den Behältern 11 und 12 kann auch während der schnellen Rotation der kontinuierlichen
Befüllungsvorrichtung mit größter Zuverlässigkeit und Unkompliziertheit erfolgen.
[0012] Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist das Pneumatikglied 10 koaxial zu
der Kammer 5 und dem Schlitten 4 angeordnet. Entsprechende Teile sind mit den gleichen
Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.
1. Kontinuierlich arbeitende Befüllungsvorrichtung mit einem rotierenden Tisch in
fester Höhe, dadurch gekennzeichnet, daß Pneumatikglieder (10) vorgesehen sind, um
die Dichtigkeit an dem Rand (1) der öffnung eines zu füllenden Behälters (2) abhängig
vom Ablauf des Füllvorganges zu optimieren, und daß die Steuerung der Optimierung
der Dichtigkeit zentral zusammengefaßt und während der kontinuierlichen Rotation der
Befüllungsvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit ausführbar ist.
2. Befüllungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikglieder
(10) mit rotierenden Druckluftbehältern (11, 12) verbunden sind, deren Innendruckverhältnis
gesteuert und vorherbestimmbar ist, indem nur auf ein einziges zentrales, dieses steuerndes
Bauteil eingewirkt wird.
3. Befüllungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pneumatikglied (10) koaxial zu dem Befüllungshahn (4, 5, 6) angeordnet ist.
